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JACQUELINE KIOKO NISHIMURA MATSUMOTO
Avaliação da dose de radiação relacionada ao tempo de
chegada do meio de contraste na aorta nas angiotomografias
de múltiplos detectores das artérias coronárias
Tese apresentada à Faculdade de Medicina da
Universidade de São Paulo para a obtenção do
título de Doutor em Ciências
Programa de Radiologia
Orientador: Prof. Dr. José Rodrigues Parga Filho
.
São Paulo
2017
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Preparada pela Biblioteca daFaculdade de Medicina da Universidade de São Paulo
©reprodução autorizada pelo autor
Matsumoto, Jacqueline Kioko Nishimura Avaliação da dose de radiação relacionada ao tempode chegada do meio de contraste na aorta nasangiotomografias de múltiplos detectores dasartérias coronárias / Jacqueline Kioko NishimuraMatsumoto. -- São Paulo, 2017. Tese(doutorado)--Faculdade de Medicina daUniversidade de São Paulo. Programa de Radiologia. Orientador: José Rodrigues Parga Filho.
Descritores: 1.Doença da artéria coronariana2.Dose de radiação 3.Qualidade 4.Bolus tracking5.Tomografia computadorizada multidetectores
USP/FM/DBD-456/17
DEDICATÓRIA
Aos meus pais, Tadao e Toshiko, que muitas vezes se doaram e renunciaram aos seus sonhos, para que eu pudesse realizar os meus. Quero dizer que essa conquista não é só minha, mas nossa. Tudo que consegui só foi possível graças ao amor, apoio e dedicação que vocês sempre tiveram por mim, sempre me mostrando um mundo de possibilidades.
Ao meu esposo Edilson, pela amizade, carinho e
companheirismo, por estar sempre torcendo pelas minhas conquistas e renunciando horas de lazer. Pelo apoio e incentivo incondicional.
Aos meus irmãos Sueli, Gerson e Rosane, pеlаs
alegrias e tristezas compartilhadas. Com a força de vocês os
obstáculos foram ultrapassados, vitórias conquistadas e
alegrias divididas.
Aos meus sobrinhos, sobrinhas e familiares pelas
alegrias e incentivo às minhas jornadas.
Em especial à minha querida filha Thais Lumy, por
existir, me ajudando e incentivando ainda que dentro da
minha barriga.
AGRADECIMENTOS
Ao meu querido e excelentíssimo orientador, Dr. José Rodrigues
Parga Filho, pela oportunidade de tê-lo como orientador. Agradeço pela
confiança, amizade, conselhos, paciência e conhecimentos transmitidos.
Exemplo de simplicidade, talento e muito conhecimento – um mentor
intelectual.
À minha querida coorientadora, Dra. Solange Andrade, pelo apoio,
amizade e dedicação ao nosso trabalho, sempre me incentivando e
orientando em todos os aspectos e transmitindo seus conhecimentos, além
de renunciar horas de vários finais de semana para me orientar e ajudar.
Minha querida ―pedra angular‖.
Aos Doutores Roberto Nery Dantas Júnior e Antonildes
Nascimento Assunção Júnior por todos os ensinamentos e todo o suporte
que enriqueceram, abrilhantaram e possibilitaram a realização desse projeto.
Inteligências admiráveis. Presenças ―iluminadas‖, um luxo em poder ter
recebido tantas contribuições durante toda a minha trajetória.
Ao Sr. Ivan Marchetti, pelo seu apoio, incentivo e amizade sem os
quais esta minha jornada não teria se iniciado.
Aos Doutores Cesar Higa Nomura, Luís Francisco Ávila, Dr.
Carlos Eduardo Rochitte, Walther Ishikawa, José de Arimatéia Araújo
Filho, Luiz Raphael P. D. Scoppetta, Rodrigo Caruso Chatte, pela
confiança depositada, amizade, ensinamentos e orientações ao longo
desses anos.
Aos Doutores Claudio Luiz Lucarelli, Kiyomi Kato Uezumi,
Claudio Campi de Castro, Elvira Ribeiro Carvalhal, Jorge Kavakama (in
memorian) e Reinaldo (in memorian), por me acolherem quando eu era
ainda uma universitária, sempre transmitindo seus ensinamentos por todos
esses anos de convívio.
Aos queridos Biomédicos e Tecnólogos: Ana Paula, Bruno, Diego,
Edilene, Emílio, Juliana, Julio, Katia, Karina, Marinês, Nathali, Priscila,
Reginaldo, Roberta e Sueli pela amizade, incentivo e ajuda na realização
dos exames.
À toda Equipe de Enfermagem da Coordenação Técnica do
Diagnóstico por Imagem do Instituto do Coração representada pela
Enfermeira Cristina Akiko Shirahige pela amizade, incentivo e ajuda na
realização dos exames.
À todos os Médicos Cardiologistas e Radiologistas da
Coordenação Técnica do Diagnóstico por Imagem do Instituto do Coração
da FMUSP por todos os incentivos e ensinamentos.
Às queridas Elma, Aparecida, Renata, Lia e Roseli pelos incentivos,
ajuda, torcidas e amizade.
Aos queridos Pacientes que participaram deste estudo.
À Pós Graduação da Faculdade de Medicina da USP, em especial ao
Prof. Dr. Edson Amaro Junior, pela oportunidade e ensinamentos.
Ao Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de
Medicina da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo pela
oportunidade de minha formação acadêmica, profissional e científica.
“Habilidade é o que você é capaz de fazer.
Motivação determina o que você faz.
Atitude determina a qualidade do que você faz”.
Lou Holtz
Normalização adotada
Esta tese está de acordo com as seguintes normas, em vigor no momento
desta publicação:
Referências: adaptado de Internacional Committee of Medical Journals
Editors (Vancouver).
Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina. Divisão de Biblioteca e
Documentação. Guia de apresentação de dissertações, teses e monografias.
Elaborado por Anneliese Carneiro da Cunha, Maria Julia de A. L. Freddi,
Maria F. Crestana, Marinalva de Souza Aragão, Suely Campos Cardoso,
Valéria Vilhena. 3ª ed. São Paulo: Divisão de Biblioteca e Documentação;
2011.
Abreviaturas dos títulos dos periódicos de acordo com List of Journals
Indexed in Index Medicus.
SUMÁRIO
Lista de figuras
Lista de tabelas
Lista de abreviaturas e siglas
Lista de símbolos
Resumo
Summary
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 1
2 OBJETIVO ........................................................................................................... 7
3 MÉTODOS ........................................................................................................... 9
3.1 População .................................................................................................... 10
3.2 Angiotomografia das artérias coronárias ..................................................... 11
3.2.1 Preparo do paciente .............................................................................. 11
3.2.2 Aquisição das imagens ......................................................................... 13
3.2.2.1 Escore de cálcio ............................................................................. 13
3.2.2.2 Fase angiográfica da ATCC ........................................................... 14
3.2.2.3 Bolus tracking ................................................................................. 15
3.2.2.3.1 Variação do bolus tracking ....................................................... 16
3.2.3 Meio de contraste e sistema injetor ...................................................... 21
3.3 Análise da ATCC ......................................................................................... 21
3.3.1 Qualidade de imagem ........................................................................... 22
3.3.1.1 Análise subjetiva ............................................................................. 22
3.3.1.2. Análise objetiva ............................................................................. 24
3.4 Análise da dose de radiação efetiva do bolus tracking e da ATCC ............. 29
3.5 Análise estatística ........................................................................................ 29
4 RESULTADOS .................................................................................................. 31
4.1 Dados demográficos e clínicos dos pacientes ............................................. 32
4.2 Características dos métodos da angiotomografia das artérias coronárias e dose de radiação ................................................................... 34
4.3 Correlações e análises de regressão para identificar variáveis clínicas e de imagem associados com a dose de radiação efetiva total .................. 39
4.4 Qualidade de imagem subjetiva e objetiva da imagem............................... 42
5 DISCUSSÃO ...................................................................................................... 44
6 CONCLUSÃO .................................................................................................... 50
7 ANEXO .............................................................................................................. 52
8 REFERÊNCIAS ................................................................................................. 58
LISTAS
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - ROI na aorta descendente. ..................................................... 16
Figura 2 - Exemplo ilustrativo de condição do bolus tracking (cortes intermitentes a cada 1 s até atingir o limiar de 120 UH e cortes contínuos até atingir o limiar de 220 UH). .................... 17
Figura 3 - Exemplo ilustrativo do gráfico da condição do bolus tracking ................................................................................... 17
Figura 4 - Distribuição dos grupos. .......................................................... 19
Figura 5 - Fluxograma do estudo ............................................................ 20
Figura 6 - Exemplos dos níveis da avaliação qualitativa. Os exemplos são reformatações planar curva automática da artéria coronária direita de diferentes pacientes. (a) não diagnóstico, (b) adequado, (c) bom e (d) excelente. .............. 23
Figura 7 - Imagem ilustrativa de uma medida de um ROI na artéria descendente anterior esquerda evitando a região de calcificação. ............................................................................ 25
Figura 8 - Medidas da qualidade de imagem no ventrículo esquerdo (septo). Exemplo ilustrativo de regiões de interesse de 5 mm2 no ventrículo esquerdo (septo). ...................................... 26
Figura 9 - Medidas da qualidade de imagem no tronco da artéria coronária esquerda. Exemplo ilustrativo de regiões de interesse de 1 mm2 determinando as intensidades de sinal e ruído no tronco da artéria coronária esquerda. ............ 26
Figura 10 - Medidas da qualidade de imagem na artéria coronária descendente anterior esquerda. Exemplo ilustrativo de regiões de interesse de 1 mm2 determinando as intensidades de sinal e ruído na artéria coronária descendente anterior esquerda. ............................................. 27
Figura 11 - Medidas da qualidade de imagem na artéria coronária circunflexa esquerda. Exemplo ilustrativo de regiões de interesse de 1 mm2 determinando as intensidades de sinal e ruído na artéria coronária circunflexa esquerda. .................. 27
Figura 12 - Medidas da qualidade de imagem na artéria coronária direita. Exemplo ilustrativo de regiões de interesse de 1 mm2 determinando as intensidades de sinal e ruído na artéria coronária direita. .......................................................... 28
Figura 13 - Medida da qualidade de imagem na aorta ascendente. Exemplo ilustrativo de uma região de interesse de 200 mm2 determinando a intensidade de sinal e ruído na aorta ascendente. ............................................................................ 28
Figura 14 - Dose de radiação efetiva do bolus tracking nos grupos A, B, C e D. ................................................................................. 36
Figura 15 - Dose de radiação efetiva da fase angiográfica nos grupos A, B, C e D. ............................................................................. 37
Figura 16 - Dose de radiação efetiva total (fase angiográfica + bolus tracking) nos grupos A, B, C e D. ............................................ 38
Figura 17 - Correlação da dose de radiação efetiva total com o IMC. ....... 39
Figura 18 - Correlação da dose de radiação efetiva total com a corrente do tubo. ..................................................................... 40
Figura 19 - Correlação da dose de radiação efetiva total com a FC. ........ 40
Figura 20 - Análise qualitativa das imagens nos grupos A, B, C e D. ....... 42
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Parâmetros para voltagem e corrente do tubo da ATCC. ....... 15
Tabela 2 - Características clínicas dos pacientes. ................................... 33
Tabela 3 - Características dos métodos da ATCC e dose de radiação. ... 35
Tabela 4 - Análise univariada e multivariada. .......................................... 41
Tabela 5 - Características da qualidade objetiva das imagens. ............... 43
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AAPM American Association of Physicists in Medicine
AEC automatic Exposure control
ALARA as low as reasonably achievable computed tomography
ATCC angiotomografia das artérias coronárias
BT bolus tracking
DAC doença arterial coronariana
DLP dose lenght product
DP desvio padrão
ECG eletrocardiograma
EUA Estados Unidos da América
FC frequência cardíaca
FOV field of view
GE General Eletric
HCFMUSP Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo
IMC índice de massa corpórea
InCor Instituto do Coração
MPR multi planar reconstruction
N número
ROI region of interest
TC tomografia computadorizada
TCLE termo de consentimento livre e esclarecido
TCMD tomografia computadorizada de múltiplos detectores
UH unidade Hounsfield
LISTA DE SÍMBOLOS
> maior que
< menor
≥ maior ou igual a
≤ menor ou igual a
= igual a
± mais ou menos
bpm batimentos por minuto
cm centímetro
dl decilitro
kg quilograma
kV quilovolt
m2 metro quadrado
mA miliampère
mg miligramas
mGy miliGray
ml mililitro
mm milímetro
mm2 milímetro quadrado
mmHg milímetro de mercúrio
mSv miliSievert
s segundo
Sv Sievert
RESUMO
Matsumoto JKN. Avaliação da dose de radiação relacionada ao tempo de
chegada do meio de contraste na aorta nas angiotomografias de múltiplos
detectores das artérias coronárias [tese]. São Paulo: Faculdade de Medicina,
Universidade de São Paulo; 2017.
Introdução: O uso da tomografia de múltiplos detectores para avaliar a
doença arterial coronariana tem aumentado, fornecendo informações
valiosas para rotina clínica. O risco potencial da exposição à radiação, por
outro lado, exige manter a dose de radiação tão baixo quanto razoavelmente
possível. Objetivo: testar e avaliar o ajuste de parâmetros de aquisição no
bolus tracking (BT) para reduzir a dose de radiação nos exames de
angiotomografias das artérias coronárias (ATCC), sem comprometer a
qualidade da imagem. Métodos: Este é um estudo prospectivo de 289
pacientes que realizaram ATCC. Os pacientes foram distribuídos
consecutivamente em 4 grupos: A (n = 70), B (n = 79), C (n = 68) e D (n =
72). O grupo A foi o protocolo de referência - recomendado pelo fabricante
do tomógrafo. As imagens dos outros grupos foram adquiridas por
parâmetros de configuração diferentes do BT, em tempo, para alcançar a
redução da dose de radiação. As imagens da fase da angiografia, para todos
os grupos, foram realizadas com configurações semelhantes. Foram
avaliados parâmetros de qualidade de imagem qualitativa e
quantitativamente e a exposição da radiação. Resultados: A dose de
radiação do BT foi significativamente diferente entre os grupos,
principalmente quando comparados os grupos D e A (p < 0,001), grupos C e
A (p < 0,001) e grupos B e A (p < 0,001), com a maior redução no grupo D
(redução de 50% em relação ao grupo A). Não houve nenhuma diferença
significativa entre os grupos em relação à dose de radiação efetiva e à
qualidade de imagem da fase angiográfica. No entanto, a dose de radiação
efetiva total (BT + fase angiográfica) foi estatisticamente diferente entre os
grupos A e D (p = 0,025). Conclusão: O ajuste do tempo para a aquisição
do BT reduz significativamente a dose de radiação efetiva em até 50%, sem
reduzir a qualidade da imagem, oferecendo uma nova perspectiva para a
redução da radiação total durante a ATCC.
Descritores: doença da artéria coronariana, dose de radiação, qualidade,
bolus tracking, tomografia computadorizada multidetectores.
SUMMARY
Matsumoto JKN. Radiation evaluation related to contrast arrival time in the
aorta in multidetector coronary computed tomography angiography [thesis].
São Paulo: ―Faculdade de Medicina, Universidade de São Paulo‖; 2017.
Introduction: Modern multidetector computed tomography scanners for
assessing coronary artery disease have been growing in use, providing
valuable information in clinical routine. The potential risk of radiation
exposure, on the other hand, requires keeping radiation dose as low as
reasonably achievable. Objectives: Test and evaluate the bolus tracking
(BT) acquisition parameters adjustment to reduce radiation dose in coronary
computed tomography angiography (CCTA), without compromising image
quality. Methods: This is a prospective study of 289 patients referred to
CCTA. Patients were consecutively distributed into 4 groups: A (n=70), B
(n=79), C (n=68) and D (n=72). Group A was the reference protocol -
recommended by the scanner manufacturer. The images of other groups
were acquired by setting different time BT parameters in order to achieve
radiation dose reduction. The images of angiography phase for all groups
were performed with similar settings. Qualitative and quantitative image
quality parameters and radiation exposures were evaluated. BT radiation
dose was significantly different among groups, mainly when comparing
groups D and A (p< 0.001), groups C and A (p< 0.001) and groups B and A
(p< 0.001), with the highest reduction in group D (50% reduction in relation to
group A). There was no significant difference between groups regarding
effective radiation dose for the angiographic phase or image quality.
However, total effective radiation dose (BT + angiographic phase) was
statistically different between groups A and D (p= 0.025). Conclusion: Time
adjustment of BT acquisition significantly reduces effective radiation dose in
up to 50%, without reducing image quality, offering a new perspective for
total radiation reduction during CCTA.
Descriptors: coronary artery disease, radiation dosage, quality, bolus
tracking, multidetector computed tomography.
INTRODUÇÃO
Introdução 2
1 INTRODUÇÃO
Desde o seu advento na década de 70, a Tomografia
Computadorizada (TC) está em constante evolução. Depois das gerações
dos tomógrafos de único corte, houve o início das TC helicoidais onde foi
possível o diagnóstico de várias doenças vasculares 1. A angiografia por TC
ou angiotomografia é um importante método de diagnóstico por imagem para
a avaliação das estruturas vasculares do corpo 1. Sua contribuição para a
detecção das doenças cardiovasculares - principal causa de mortalidade e
morbidade no Brasil e no mundo 2,3 - tem sido significativa.
Recentemente, com a introdução da TC de Múltiplos Detectores
(TCMD), evolução considerável da TC Helicoidal 4, houve o aumento da
resolução espacial e temporal da angiotomografia das artérias coronárias
(ATCC) que permitiu a avaliação da doença arterial coronariana (DAC) com
baixa dose de radiação e alta acurácia diagnóstica na rotina clínica 5,6.
Evidências suportam um papel da ATCC não só para o diagnóstico de
pacientes com suspeita de DAC, mas também para melhorar a estratificação
além do risco clínico tradicional 7,8. Tanto entusiasmo tem contribuído para o
uso com maior frequência da ATCC na rotina clínica nos últimos anos. As
primeiras publicações que envolveu tomógrafos com múltiplos detectores
ocorreram em 1998 9.
Introdução 3
Na TC Helicoidal de único detector, o princípio básico da TC helicoidal
é a geração de um feixe de raios-X, gerado a partir de um tubo que gira em
torno do paciente, enquanto o mesmo é movido linear e gradativamente sob
ele. Na TCMD, em posição contrária do tubo de raios-X, foram
acrescentadas várias fileiras de detectores que captam a radiação
transmitida e transformada em pontos digitais, que permitem a obtenção de
múltiplos cortes axiais de uma região anatômica. Estes cortes formam em
conjunto um volume anatômico virtual que pode ser reconstruído e
processado em imagens 2.
Atualmente, com um número maior de detectores, os novos
equipamentos de 320 detectores adquirem imagens com cobertura
volumétrica de até 160 mm no eixo longitudinal com 0,5 mm de espessura
10. Nesses tomógrafos, a cobertura e rapidez da rotação do tubo de 0,35
segundos, permitem a aquisição da ATCC em um único batimento cardíaco.
No entanto, se a frequência cardíaca for superior a 65 batimentos por minuto
(bpm), o tomógrafo captura as imagens em dois ou mais bpm, o que
aumenta a dose de radiação 10. A frequência cardíaca abaixo de 65 bpm é
um fator preponderante para redução de dose e melhor qualidade da
imagem 11. Sendo assim, para se promover qualidade de imagem e diminuir
a dose de radiação, é comumente utilizada medicação da classe dos
bloqueadores beta adrenérgicos na ATCC com intuito de reduzir a
frequência cardíaca 11.
A TC tornou-se um importante método de diagnóstico não invasivo na
doença das artérias coronárias 12,13,14, entretanto, esta grande contribuição
Introdução 4
na saúde moderna deve ser cuidadosamente utilizada devido ao risco
associado à radiação ionizante emitida pelos aparelhos 15.
Considerando-se o crescente aumento de pacientes que se
submetem à TC, fica clara a exigência de ajustes dos fatores técnicos. Em
resposta a esse crescimento, a comunidade radiológica tem trabalhado para
implantar o princípio ALARA à TC 15,16. Conforme a Comissão Nacional de
Energia Nuclear – CNEN-NE-1.26, o princípio ALARA - As Low As
Reasonably Achievable Computed Tomography recomenda que todas as
exposições à radiação sejam mantidas a níveis tão baixos quanto
possíveis 17.
Desde o ALARA CT, mudanças de pensamentos se iniciaram sobre
os efeitos biológicos da radiação ionizante, mas não há escala
epidemiológica estudada sobre os riscos de câncer associado à TC, apesar
dos muitos estudos realizados sobre os efeitos de doses dessa
radiação 18,19,20,21,22.
Várias medidas são usadas para avaliar a dose de radiação na TC e a
mais utilizada é a dose efetiva que é expressa em Sievert (Sv). A dose
efetiva determina e quantifica a radiossensibilidade dos órgãos em uma área
escaneada, o que permite que se compare o risco de efeitos estocásticos de
uma exposição não uniforme, com as informações conhecidas de exposição
à radiação em uma determinada população 19,22,23. A dose efetiva é
comumente estimada em exames de TC com o uso do DLP (Dose Lenght
Product – produto dose comprimento) multiplicado pelo coeficiente de
conversão de dose: Dose Efetiva = DLP x coeficiente de conversão de dose.
Introdução 5
Os coeficientes de conversão de dose (também chamados de fatores K) têm
por finalidade determinar a radiossensibilidade relativa de tais órgãos
15,19,22,23. De acordo com o apêndice C da European Guidelines on Quality
Criteria for Computed Tomography, o fator K para a região torácica é 0,014
mSv/mGy-cm 24,25.
No decorrer das décadas, várias técnicas foram desenvolvidas com o
objetivo de reduzir a dose de radiação e melhorar a qualidade da imagem.
Dentre estas técnicas, tem-se a modulação do tubo denominado de controle
automático de exposição (AEC), que é a modulação da corrente do tubo de
raios-X associado aos parâmetros de aquisição e de reconstrução de
imagens. A variação da corrente do tubo é dada pela densidade da área a
ser estudada, dependendo das dimensões do paciente 6,15,26,27. Essa
modulação do tubo pode ser pré-programada para calcular a dose correta de
radiação a fim de se obter a qualidade de imagem desejável e apropriada ao
estudo proposto com a menor radiação possível 15,26. As empresas de
tomógrafos desenvolvem aparelhos nos mais diversos sistemas a fim de
obter melhor desempenho na formação de imagens com menor dose de
radiação 15.
Outros métodos de redução de dose de radiação desenvolvidos
recentemente são a aquisição prospectiva de imagens com sincronismo
cardíaco que, em exames cardíacos, reduz a radiação, com a técnica de
aquisição em uma fração do ciclo cardíaco 12,13,27,28,29 e o algoritmo de
reconstrução iterativo que reduz a corrente do tubo e consequente
diminuição da radiação, porém mantém a qualidade de imagem por se
Introdução 6
basear em interações entre imagem final e dados brutos de aquisição de
imagem (raw data) 15,27,30.
Neste cenário, na ampla visão de saúde publica, apesar da
diminuição dos valores de radiação, houve maior preocupação quantos aos
riscos biológicos31. Embora métodos de redução de dose em TC estejam em
constante desenvolvimento, a atenção tem-se direcionado na aquisição da
imagem angiográfica 32,33. No entanto, antes de realizar a injeção de
contraste da fase angiográfica, uma estimativa de chegada de contraste é
necessário 34. Um método amplamente difundido para monitorar a chegada
de contraste para ATCC, consiste de uma monitorização em tempo real do
trânsito do meio de contraste é conhecida como bolus tracking (BT). É
possível visualizar a chegada do contraste na região de interesse até o início
da aquisição da imagem angiográfica e, depois de alcançado um limiar de
atenuação pré-definido, o disparo para a aquisição da fase angiográfica se
dá de forma automática 35. De acordo com a The American Association of
Physicists in Medicine (AAPM) 36, na terminologia CT LexiconVersion 1.3 de
20 de abril de 2013, os nomes dados por cada fabricante dessa técnica são:
GE – smartprep, Philips – bolustracking, Siemens – carebolus, Toshiba –
surestart e Hitachi – predict scan.
Sabe-se que o BT também contribui para a dose total de radiação e é
responsável por uma parcela da dose na ATCC. A hipótese deste estudo é
que a manipulação deste parâmetro pode fornecer redução adicional à dose
de radiação efetiva na ATCC sem comprometer a qualidade de imagem.
OBJETIVO
Objetivo 8
2 OBJETIVO
Este estudo tem como objetivo testar e avaliar o ajuste de parâmetros
de aquisição no bolus tracking para reduzir a dose de radiação efetiva no
exames de angiotomografia das artérias coronárias sem comprometer a
qualidade de imagem.
MÉTODOS
Métodos 10
3 MÉTODOS
3.1 População
No período de janeiro de 2015 a maio de 2016, foram selecionados,
adultos de ambos os sexos encaminhados, com hipótese de possível
doença das artérias coronárias, ao Serviço de TC do Instituto do Coração do
Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São
Paulo – InCor/ HCFMUSP.
Considerando que a dose do bolus tracking representa uma parcela
menor da dose de radiação efetiva quando comparado com a fase
angiográfica, este estudo foi desenhado para incluir pacientes com baixa
probabilidade de receber uma elevada dose na fase angiográfica. Assim,
foram excluídos indivíduos com índice de massa corpórea (IMC) ≥ 40 kg/m2
(devido à necessidade de maior exposição à radiação para manter a
qualidade de imagem) e aquisições programadas por decisão clínica e/ou
que ocorreram com mais de um batimento e janela de aquisição maior que
duas vezes a janela de aquisição do protocolo institucional (70%-80%).
Também foram excluídos pacientes com cirurgia de revascularização
miocárdica prévia, pacientes sem calcificação em leito coronariano, idade ≤
18 anos, grávidas ou com suspeita de gravidez, cobertura anatômica de
varredura < ou > 140 mm, com história de nefropatia induzida por contraste,
alergia conhecida ao meio de contraste iodado, história de mieloma múltiplo,
Métodos 11
creatinina sérica elevada (>1,5 mg/dl) ou clearence de creatinina calculado <
30 ml/min e aqueles sem capacidade para entender e disposição de assinar
o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE).
3.2 Angiotomografia das artérias coronárias
Os exames de TCMD da ATCC foram realizados em um tomógrafo de
320 detectores (AquilionOneTM – ToshibaTM Medical Systems Corporation,
Otawara, Japan) no Instituto do Coração (InCor – HCFMUSP).
3.2.1 Preparo do paciente
Os pacientes participantes do estudo foram orientados quanto ao
estudo proposto e o consentimento do TCLE, os pacientes respondiam um
questionário clínico, que permitiu avaliação dos critérios de exclusão. Dentre
os que se enquadravam clinicamente, eram encaminhados para a sala de
preparo para avaliação da frequência cardíaca (FC) e a pressão arterial
sistêmica.
Os indivíduos com FC ≤ 65 bpm eram encaminhados para punção de
um acesso venoso periférico (Abocath™ de número 18-20) e, em seguida,
administração do agente de contraste iodado não iônico. Pacientes com FC
entre 65 bpm e 75 bpm também eram puncionados e encaminhados para a
sala de exames com intenção de baixar a FC com metoprolol endovenoso
Métodos 12
(SELOKEN® injetável - Tartarato de metoprolol, AstraZeneca AB,
Gärtunavägen – Södertälje, Suécia), salvo contraindicações, minutos antes
da aquisição das imagens.
Já nos pacientes com FC superior a 75 bpm era administrado o
metoprolol via oral (Tartarato de metoprolol, Biosintética Farmacêutica Ltda,
São Paulo, Brasil) na dose máxima de 100 mg, salvo contraindicações a
esta medicação.
O paciente encaminhado para a sala de exames era cuidadosamente
posicionado na mesa do aparelho em posição de decúbito dorsal, posição
dos pés voltados em direção ao gantry, tórax discretamente deslocados à
direita para manter a região do coração no centro do foco de raios-X os
braços posicionados acima da cabeça e monitorização cardíaca para
seguimento da FC, do ritmo e da variabilidade cardíaca durante o exame e
para sincronização com a aquisição das imagens.
Aqueles que não apresentaram contra-indicação para o uso de nitrato
(ie: uso recente de inibidores de fosfodiesterase ou pressão arterial sistólica
< 90mmHg) foram administrados dinitrato de isossorbida (Isordil®, Dinitrato
de isossorbida, Sigma Pharma Ltda, São Paulo, Brasil) 2,5 mg sublingual
imediatamente antes da aquisição das imagens localizatórias, para promover
vasodilação coronariana e melhorar a qualidade do estudo 37.
Os pacientes também receberam orientação sobre os possíveis
sintomas durante a injeção do contraste e orientados quanto ao comando de
Métodos 13
voz para inspiração e expiração durante o exame para a aquisição das
imagens.
3.2.2 Aquisição das imagens
Inicialmente, era obtida imagens localizatórias. Um planejamento de
aquisição de varredura era, então, realizado visualmente com base nesta
imagem. A cobertura desse planejamento se dava desde a bifurcação da
traquéia (carina) até borda inferior da imagem cardíaca. Esse planejamento
era utilizado inicialmente para aquisição do escore de cálcio.
3.2.2.1 Escore de cálcio
O escore de cálcio era então obtido através de aquisição volumétrica
prospectiva com sincronismo cardíaco acoplado ao ECG. As imagens eram
adquiridas com matriz de 512x512, FOV (Field of View – campo de visão) de
200 – 240 mm, espessura de corte de 0,5 mm, rotação do tubo de 0,35
segundos, 120 kV, 300 mA, janela de aquisição afixada em momento
diastólico automatizado pelo tomógrafo.
Após a aquisição, as imagens foram reconstruídas com espessura de
corte de 3,0 mm permitindo a visualização das artérias coronárias e de
eventual calcificação em artérias coronárias.
Métodos 14
Com a imagem do escore de cálcio, foram planejados os protocolos
para ATCC.
3.2.2.2 Fase angiográfica da ATCC
Para os pacientes que se enquadravam anatomicamente para
planejamento da cobertura longitudinal de 140 mm desde a bifurcação da
traquéia até a completa inclusão da silhueta cardíaca, uma aquisição
volumétrica prospectiva com janela de aquisição entre 70-80% do R-R do
ciclo cardíaco foi planejada para minimizar a radiação total da aquisição
mantendo a qualidade do estudo.
Os parâmetros do protocolo padrão institucional para a fase
angiográfica foram: aquisição volumétrica prospectiva com sincronismo
cardíaco acoplado ao ECG, com algoritmo iterativo de reconstrução, matriz
de 512x512, FOV (Field of View – campo de visão) de 200 – 240 mm,
espessura de corte de 0,5 mm, rotação do tubo de 0,35 segundos e mA e kV
de acordo com a tabela de índice de massa corpórea – IMC sugerida pelo
fabricante 38 (Tabela 1).
Métodos 15
Tabela 1 - Parâmetros para voltagem e corrente do tubo da ATCC
IMC kV mA
24 120 400
25-29 120 450
30-34 120 500
35-39 120 580
FONTE: Toshiba Medical Systems Corporation. The ONE Guides Cardiac Imaging – Aquilion One Dynamic Volume CT. 2009. P.10
Legenda: IMC – Índice de massa corpórea, kV – Quilovolt, mA – Miliampère.
3.2.2.3 Bolus tracking
Na etapa que precedeu a aquisição das imagens da ATCC, ou seja, a
monitorização do bolus de contraste foi utilizada o bolus tracking
(SureStartTM – ToshibaTM Medical Systems Corporation, Otawara, Japão).
Para o bolus tracking, foi prescrita uma imagem axial ao nível
mediano da programação da cobertura anatômica no eixo longitudinal. A
região de interesse (ROI – region of interest) escolhida na aorta descendente
serviu como gatilho automático para o início da aquisição das imagens,
quando a densidade nessa região atingisse 220 unidades Hounsfield (Figura
2). A aquisição incluiu os fatores técnicos: 120 kV, 50 mA, rotação do tubo
de 0,35 segundos, espessura de corte de 0,5 mm, FOV de 200-240 mm.
Métodos 16
Figura 1 - ROI na aorta descendente
A monitorização em tempo real do meio de contraste utilizou um
intervalo de espera (delay), ou seja, um tempo entre o início da aquisição até
a realização dos cortes intermitentes de rastreamento.
3.2.2.3.1 Variação do bolus tracking
Foram estudados inicialmente os bolus tracking das ATCC de 25
pacientes, conforme protocolo institucional, onde o delay foi de 10 segundos
para disparo do raios-X e cortes intermitentes a cada 1 segundo (Figura 3)
até atingir o limiar de 120 UH e cortes contínuos até atingir o limiar de 220
UH (Figura 4).
Métodos 17
Figura 2 - Exemplo ilustrativo de condição do bolus tracking (cortes intermitentes a cada 1s até atingir o limiar de 120 UH e cortes contínuos até atingir o limiar de 220 UH)
Figura 3 - Exemplo ilustrativo do gráfico da condição do bolus tracking (limiar de 120 UH e limiar de 220 UH)
1.0
Métodos 18
A análise do resultado do tempo de chegada do agente de contraste
do sistema injetor, acesso venoso periférico e aorta, serviu como indicador
de tempo para criar os métodos de variação do bolus tracking no estudo
proposto. O tempo mínimo encontrado no grupo inicial de 14,55 segundos foi
arredondado para 15 segundos, servindo de indicador para escolha de um
novo delay.
Com a premissa de que os cortes intermitentes até o limiar de 120 UH
não causariam perdas no rastreamento da chegada do agente de contraste
na aorta torácica, também subdividiu-se essa hipótese em cortes
intermitentes de 1 e 2 segundos entre os grupos estudados.
O grupo A foi programado com bolus tracking no padrão institucional
(delay de 10 segundos e cortes intermitentes a cada 1 segundo), o grupo B
foi programado com bolus tracking com delay de 10 segundos, porém com
cortes intermitentes a cada 2 segundos). Já os grupos C e D foram
programados com bolus tracking com delay de 15 segundos e cortes
intermitentes a cada 1 e 2 segundos respectivamente.
Métodos 19
GRUPO B
- delay: 10 s - cortes intermitentes: 2 s
GRUPO A Protocolo institucional
- delay: 10 s - cortes intermitentes: 1 s
GRUPO C
- delay: 15 s - cortes intermitentes: 1 s
GRUPO D
- delay: 15 s - cortes intermitentes: 2 s
Figura 4 - Distribuição dos grupos
Métodos 20
Figura 5 - Fluxograma do estudo
408 pacientes consecutivos.
119 pacientes foram excluídos: - 21 adquiridos >1 batimento - 98 com range maior que 2x
289 pacientes distribuídos
em 4 grupos
Grupo A
N=70
Grupo B
N=79
Grupo C
N=68
Grupo D
N=72
Métodos 21
3.2.3 Meio de contraste e sistema injetor
Para a ATCC foi realizada a administração do meio de contraste
iodado (Ultravist®370 – Iopramida , Bayer Pharma AG, Berlim, Alemanha)
com volume de 70 ml, através de uma bomba de infusão dupla e automática
(StellantTM – Medrad, Indianola, PA, EUA) a uma velocidade 5 ml/s seguido
da administração de soro fisiológico (Cloreto de sódio 0,9%, Baxter
Hospitalar Ltda, São Paulo, Brasil) com volume fixado em 45 ml, com
mesma velocidade do contraste.
3.3 Análise da ATCC
As imagens das ATCC de cada grupo foram analisadas em uma
estação de trabalho (Vitrea FX 2.0, Vital Imagens, EUA) e utilizou as
projeções ortogonais em duas dimensões e a imagens reformatadas do tipo:
reformatações multiplanares (MPR) e as reformatações planar curva
automática (vessel probe). Para cada exame foi feito uma análise qualitativa
e quantitativa conforme descritos por Bischoff et al. 39
Métodos 22
3.3.1 Qualidade de imagem
3.3.1.1 Análise subjetiva
A qualidade de imagem subjetiva foi avaliada por dois especialistas
em imagem cardiovascular com experiência de mais de 15 anos que
determinaram a pontuação da nota da imagem. As discordâncias foram
resolvidas por consenso e a nota final foi utilizada para análise.
A análise de pontuação foi determinada de acordo com a qualidade
de imagem dos quatro principais ramos das artérias coronárias: tronco da
artéria coronária esquerda, artéria coronária descendente anterior esquerda,
artéria coronária circunflexa esquerda e artéria coronária direita. A qualidade
de imagem foi classificada da seguinte forma (Figura 6):
a) não diagnóstico: muitos artefatos de movimento com redução da
qualidade de imagem que impede a avaliação apropriada das artérias
coronárias.
b) adequado: redução da qualidade de imagem devido a artefatos de
movimento, ruído ou baixo contraste afetando a avaliação do vaso, mas
ainda suficiente para excluir estenoses significantes.
c) bom: pequenos artefatos de movimento, redução da atenuação do lúmen
do vaso e/ou calcificação com preservação da avaliação de estenose
luminal bem como placas.
Métodos 23
d) excelente: ausência de artefatos de movimento, boa atenuação do lúmen
do vaso e delimitação clara da parede dos vasos com capacidade de
avaliar estenose luminal tão bem quanto as características de placas.
Figura 6 - Exemplos dos níveis da avaliação qualitativa. Os exemplos são reformatações planar curva automática da artéria coronária direita de diferentes pacientes. (a) não diagnóstico, (b) adequado, (c) bom e (d) excelente
a b c d
Métodos 24
3.3.1.2 Análise objetiva
Para a avaliação objetiva, foram analisadas: a aorta ascendente, a
parede do ventrículo esquerdo (septo) e as artérias coronárias (segmentos
proximais do tronco da coronária esquerda, da artéria descendente anterior,
da artéria circunflexa e da artéria coronária direita).
A qualidade de imagem foi avaliada por meios dos seguintes
parâmetros: o ruído (derivado do valor do desvio padrão dos valores de
atenuação), a intensidade de sinal (definida pela média dos valores de
atenuação dos segmentos arteriais), a relação sinal ruído (definida pela
diferença entre a média dos valores de atenuação dividido pela média do
ruído) e a relação contraste ruído (definida pela diferença entre a média dos
valores de atenuação das artérias e média do valor de atenuação da parede
do ventrículo esquerdo dividido pelo ruído). Para essas análises, foram
realizadas medidas de ROI em tamanho pré-estabelecidos.
As dimensões do ROI medidas no plano axial foram de 200 mm2 para
a aorta ascendente, 5 mm2 para a parede do ventrículo esquerdo (septo) e 1
mm2 para as artérias coronárias, evitando-se calcificações, placas e
estenoses (Figura 7).
Métodos 25
Figura 7 - Imagem ilustrativa de uma medida de um ROI na artéria descendente anterior esquerda evitando a região de calcificação
Na parede do ventrículo esquerdo (nível mediano do coração) (Figura
8), no tronco da artéria coronária esquerda (Figura 9), na artéria coronária
descendente anterior (Figura 10), na artéria circunflexa (Figura 11) e na
artéria coronária direita (Figura 12) foram realizadas 3 medidas para cálculo
da média de todas as variáveis estudadas. Esta média foi utilizada como
variável final. Na aorta ascendente, a medida do ROI foi única (Figura 13) na
região do óstio da coronária direita.
Métodos 26
Figura 8 - Medidas da qualidade de imagem no ventrículo esquerdo (septo). Exemplo ilustrativo de regiões de interesse de 5 mm2 no ventrículo esquerdo (septo)
Figura 9 - Medidas da qualidade de imagem no tronco da artéria coronária esquerda. Exemplo ilustrativo de regiões de interesse de 1 mm2 determinando as intensidades de sinal e ruído no tronco da artéria coronária esquerda
Métodos 27
Figura 10 - Medidas da qualidade de imagem na artéria coronária descendente anterior esquerda. Exemplo ilustrativo de regiões de interesse de 1 mm2 determinando as intensidades de sinal e ruído na artéria coronária descendente anterior esquerda
Figura 11 - Medidas da qualidade de imagem na artéria coronária circunflexa esquerda. Exemplo ilustrativo de regiões de interesse de 1 mm2 determinando as intensidades de sinal e ruído na artéria coronária circunflexa esquerda
Métodos 28
Figura 12 - Medidas da qualidade de imagem na artéria coronária direita. Exemplo ilustrativo de regiões de interesse de 1 mm2 determinando as intensidades de sinal e ruído na artéria coronária direita
Figura 13 - Medida da qualidade de imagem na aorta ascendente. Exemplo ilustrativo de uma região de interesse de 200 mm2 determinando a intensidade de sinal e ruído na aorta ascendente
Métodos 29
3.4 Análise da dose de radiação efetiva do bolus tracking e da ATCC
Para resultado de dose efetiva do bolus tracking e da fase
angiográfica das ATCC utilizamos o valor de DLP retirado dos dados do
tomógrafo multiplicado pelo fator de correção (fator k) de 0,014 mSv/mGy-
cm.
3.5 Análise estatística
Análises descritivas das variáveis categóricas estão expressas como
frequência (percentagem) e das variáveis contínuas como média desvio
padrão. A avaliação da assimetria da distribuição das variáveis (testes de
normalidade), foram utilizadas medidas de assimetria (skewness) e curtose
(kurtosis). Comparações entre as variáveis categóricas dos pacientes de
acordo com o grupo alocado foram feitas através do teste de χ2 ou qui-
quadrado. As variáveis contínuas foram então comparadas apropriadamente
por análise de variância (ANOVA) ou por teste de Kruskal-Wallis. Foi usado
também o teste de Bonferroni para corrigir comparações múltiplas entre os
grupos. Correlações entre a dose total de radiação e características clínicas
ou relacionadas a TC foram avaliadas através dos coeficientes de correlação
linear de Pearson (r) ou de postos de Spearman (ro).
Com o objetivo de identificar os determinantes de uma maior ou
menor dose de radiação efetiva total, foi utilizado regressão linear. As
Métodos 30
variáveis identificadas na análise univariada que alcançaram um valor de
P<0,20, foram incluídos na análise multivariada para identificação de
preditores independentes associados à dose de radiação efetiva total.
Nessas análises, os grupos (A, B, C e D) foram analisados como variáveis
binárias (dummies) para identificar o protocolo que está associado a maior
redução da dose de radiação no bolus tracking.
As análises estatísticas foram feitas no programa R, versão 3.4.1 (R
Core Team, R Foundation, Vienna, Austria). Todos os valores de p
reportados são bicaudais e quando <0,05 foi considerado estatisticamente
significante.
RESULTADOS
Resultados 32
4 RESULTADOS
4.1 Dados demográficos e clínicos dos pacientes
A amostra do estudo foi composta de 289 pacientes adultos, sendo
166 homens (57,4%) com idade média de 58,2 anos.
Esses pacientes eram divididos em quatro grupos (A, B, C e D) de
acordo com a os parâmetros definidos do bolus tracking a serem estudados.
O grupo A foi composto por 70 pacientes (51,4% homens), o grupo B
por 79 pacientes (53,2% homens), o grupo C por 68 pacientes (63,2%
homens) e grupo D por 72 pacientes (62,5% homens).
Os dados demográficos e clínicos dos pacientes estão apresentados
na Tabela 2.
Não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos para
idade, IMC, sexo masculino, diabetes mellitus, hipertensão e tabagismo. No
geral, a média da idade dos pacientes foi de 58,2 ± 11,5 anos, sendo na
maioria do sexo masculino (57%), com sobrepeso (média de IMC de 28,4 ±
3,7) e hipertensão (58%). Diabetes e tabagismo foram menos frequentes
(21% e 38%, respectivamente).
Resultados 33
Tabela 2 - Características clínicas dos pacientes
CARACTERÍSTICAS
GRUPOS
GRUPO A
(N=70)
GRUPO B
(N=79)
GRUPO C
(N=68)
GRUPO D
(N=72)
p
Idade (anos) ± DP 58,7 ± 12,1 57,0 ± 11,8 59,3 ± 10,9 57,7 ± 11,2 0,64
IMC (kg/m2) ± DP 28,4 ± 3,4 28,6 ± 3,8 28,1 ± 3,8 28,6 ± 3,6 0,84
Sexo masculino N (%) 36 (51,4) 42 (53,2) 43 (63,2) 45 (62,5) 0,35
Diabetes Mellitus N (%) 9 (12,9) 21 (26,6) 16 (23,5) 15 (20,8) 0,21
Hipertensão N (%) 41 (58,6) 45 (57) 39 (57,4) 42 (58,3) 0,99
Tabagismo N (%) 25 (35,7) 29 (36,7) 23 (33,8) 32 (44,4) 0,58
Legenda: IMC: índice de massa corpórea, N: número, DP: desvio padrão.
Resultados 34
4.2 Características dos métodos da angiotomografia das artérias
coronárias e dose de radiação
A média da corrente do tubo de raios-X e da FC de aquisição da
ATCC foi de 463,3 ± 45,2 mA e 55,5 ± 6,4 bpm, respectivamente; não houve
diferenças significativas entre os grupos A, B, C e D (tabela 3). Dos 289
pacientes, 272 (94,2%) estavam com a FC menor que 65 bpm.
A média da dose de radiação efetiva no bolus tracking da amostra
total foi de 0,17 ± 0,1 mSv. Já a média da dose de radiação efetiva na fase
angiográfica foi de 3,3 ± 0,4 mSv e a média da dose de radiação efetiva total
(bolus tracking + fase angiográfica) foi de 3,4 ± 0,4 mSv (Tabela 3).
Resultados 35
Tabela 3 - Características dos métodos da ATCC e dose de radiação
TODOS
(N=289)
GRUPOS
A
(N=70)
B
(N=79)
C
(N=68)
D
(N=72) p
Características
CT-FA ± DP
(mA) 463,3 ± 45,2 467,14 ± 42,8 463,67 ± 48,3 459,71 ± 50,3 462,64 ± 39,3 0,81
FC-FA ± DP
(bpm) 55,5 ± 6,4 55,5 ± 5,9 55,4 ± 6,1 55,2 ± 6,9 55,7 ± 6,9 0,98
DLP (mGy.cm)
BT ± DP 12,2 ± 5,4 16,82 ± 5,4 12,31 ± 3,7 10,79 ± 5,4 8,78 ± 3,4 < 0,001
FA ± DP 233 ± 25,5 235,0 ± 24,9 235,98 ± 30,1 230,44 ± 24,1 230,16 ± 21,7 0,38
Dose efetiva (mSv)
BT ± DP 0,17 ± 0,1 0,24 ± 0,08 0,17 ± 0,05 0,15 ± 0,08 0,12 ± 0,05 < 0,001
FA ± DP 3,3 ± 0,4 3,29 ± 0,35 3,30 ± 0,42 3,23 ± 0,34 3,22 ± 0,30 0,38
Total ± DP
(FA+BT) 3,4 ± 0,4 3,53 ± 0,37 3,47 ± 0,44 3,38 ± 0,35 3,35 ± 0,32 0,01
Legenda: CT-FA: corrente do tubo da fase angiográfica, mA: miliampère, FC-FA: frequência cardíaca de aquisição da fase angiográfica, bpm: batimentos por minutos, DP: desvio padrão, DLP: dose lenght product (produto dose comprimento), mSv: milisievert, BT: bolus tracking, FA: fase angiográfica.
Resultados 36
Houve redução da dose de radiação efetiva significativa no bolus
tracking quando comparado o grupo D com o grupo A (p<0,001), entre o
grupo C com o grupo A (p<0,001) e entre o grupo B com o grupo A
(p<0,001) (Figura 14).
Houve redução de 50 % na dose efetiva no bolus tracking no grupo D
quando comparado ao grupo A (protocolo padrão institucional).
Figura 14 - Dose de radiação efetiva do bolus tracking nos grupos A, B, C
e D
p = 0,057
p = 0,267
p < 0,001
p < 0,001
p < 0,001
Resultados 37
Não houve diferença significativa da dose de radiação efetiva na fase
angiográfica quando comparados os grupos A, B, C e D (Figura 15).
Figura 15 - Dose de radiação efetiva da fase angiográfica nos grupos A, B,
C e D
p=0,3800
Resultados 38
Diferenças significativas de dose de radiação efetiva total (bolus
tracking + fase angiográfica) foram encontradas entre os grupos A e D
(p=0,025 pelo teste de Bonferroni) (Figura 16). O bolus tracking e a fase
angiográfica tem diferença significativa demonstrando o impacto da redução
da dose de radiação com a participação do bolus tracking.
Figura 16 - Dose de radiação efetiva total (fase angiográfica + bolus
tracking) nos grupos A, B, C e D
p = 0,025
Resultados 39
4.3 Correlações e análises de regressão para identificar variáveis
clínicas e de imagem associados com a dose de radiação efetiva
total
Como esperado, encontramos uma forte correlação positiva entre IMC
e a dose de radiação efetiva total (r=-0,668, p<0,001) (Figura 17). Da mesma
forma, foi observado uma reação linear entre a corrente do tubo escolhida e
a dose de radiação efetiva total (p para tendência linear <0,001) (Figura 18).
Surpreendentemente, a FC se correlacionou negativamente (r= -0,207, p
<0,001) (Figura 19).
Figura 17 - Correlação da dose de radiação efetiva total com o IMC
r = -0.668 p <0,001
Resultados 40
Figura 18 - Correlação da dose de radiação efetiva total com a corrente do
tubo
Figura 19 - Correlação da dose de radiação efetiva total com a FC
r = -0,207 p<0,001
p para tendência linear < 0,001
Resultados 41
Após identificadas as variáveis com maior significância na análise
univariada (que alcançaram um p<0,20), apenas a corrente do tubo (β-
coeficiente = 0,0062, p<0,001), a FC (β-coeficiente = -0,0260, p<0,001), a
janela de aquisição (β-coeficiente = 0,0807, p<0,001) e o protocolo do bolus
tracking do grupo D (β-coeficiente = -0,090, p=0,001) foram
independentemente associados com a dose de radiação efetiva total na
análise multivariada (Tabela 4).
Tabela 4 - Análise univariada e multivariada
Univariada
Multivariada
β-coeficiente
p-valor
β-coeficiente
p-valor
Idade, anos -0.0024 0.222
Sexo masculino 0.0533 0.235
IMC (Kg/m2) 0.0733 <0.001
0.0060 0.475
Frequência cardíaca, bpm -0.0139 <0.001
-0.0260 <0.001
Diabetes mellitus 0.0892 0.101
-0.0337 0.236
Hipertensão 0.1233 0.006
-0.0010 0.966
Tabagismo 0.0892 0.051
0.0297 0.201
Assintomático -0.0399 0.491
Grupo D -0.1159 0.024
-0.090 0.001
Corrente do tubo (mA) 0.0063 <0.001
0.0062 <0.001
Janela de aquisição (% do R-R )
0.0238 0.087
0.0807 <0.001
Relação sinal/ruído 0.0218 <0.001
0.0001 0.958
Qualidade da imagem 0.0064 0.848
Resultados 42
4.4 Qualidade de imagem subjetiva e objetiva da imagem
Apesar do grupo D ter apresentado uma média de escore subjetivo de
qualidade de imagem ligeiramente maior que os demais, não houve
diferença significativa na comparação dos grupos (p=0,174) (Figura 20).
Figura 20 - Análise qualitativa das imagens nos grupos A, B, C e D
p = 0,174
Resultados 43
A qualidade objetiva das imagens, incluindo intensidade de sinal,
ruído, relação sinal/ruído e relação contraste/ruído para cada grupo estão na
Tabela 5. Não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos.
Tabela 5 - Características da qualidade objetiva das imagens
Características
GRUPOS
TODOS
(N=289)
A
(N=70)
B
(N=79)
C
(N=68)
D
(N=72)
p
Int. de sinal ± DP 438,7 ± 94,7 453,9 ± 91,8 453,9 ± 91,2 420,9 ± 85,8 439,0 ± 107,6 0,2
Ruído ± DP 23,1 ± 3,5 23,6 ± 3,7 23,5 ± 3,2 22,7 ± 3,2 22,8 ± 4,0 0,3
Relação sinal/ruído ± DP
21,5 ± 6,1 21,7 ± 5,8 21,5 ± 5,8 20,7 ± 6,1 22,0 ± 6,9 0,5
Relação contraste/ruído ± DP
14,9 ± 4,4 15,3 ± 4,1 14,6 ± 4,3 14,4 ± 4,3 15,3 ± 4,9 0,6
Legenda: DP: desvio padrão, Int.: intensidade.
DISCUSSÃO
Discussão 45
5 DISCUSSÃO
A ATCC é cada vez mais utilizada no diagnóstico de lesões
coronarianas. Porém, a evolução da tecnologia associada aos diagnósticos
por imagem também aumentara e, com isso, a radiação absorvida pelos
pacientes. Seu alto valor diagnóstico na maioria das doenças humanas
geram inevitavelmente o aumento de indicações clínicas 2. Embora os
esforços para diminuição da dose de radiação efetiva nos exames de ATCC,
sejam tecnológicos e/ou de protocolos de aquisição serem estudados,
fatores inerentes à qualidade de imagem se fazem necessários para análise
das imagens e um bom diagnóstico. Estudos com diminuição do kV de 120
para 100 estão sendo realizados para diminuição da dose de radiação da
fase angiográfica. Contudo, o IMC é um fator paciente dependente que, em
geral, necessita do aumento da potência do tubo para melhor qualidade das
imagens nesses exames. Os estudos de Bischoff B. et al. 39, avaliaram que
apenas pacientes com IMC menor ou igual a 30 kg/m2 podem utilizar o kV
100 sem prejuízo na qualidade de imagem.
O uso do AEC também é uma técnica utilizada para redução de dose
de radiação efetiva. Dados dos estudos de Lim Jiyeon et al. 33, usando o
mesmo tomógrafo deste estudo - 320 detectores (AquilionOneTM – ToshibaTM
Medical Systems Corporation, Otawara, Japan), analisou 44 pacientes
divididos em dois grupos de 22 pacientes cada: grupo A com AEC e o grupo
B com mA e kV adaptados para uma tabela de IMC similar à tabela de nosso
Discussão 46
estudo e demonstrou que no grupo com AEC a dose de radiação reduzida
em 42% sem alteração significativa na qualidade da imagem (p=0,960).
No protocolo Institucional, o uso do AEC nos exames de ATCC só é
utilizado nos pacientes que não foram encontrados placas de calcificação no
estudo prévio de escore de cálcio. Nos demais pacientes, previamente
submetidos a angioplastia com implante de stent e naqueles que possuem
placa calcificada, é utilizado (de acordo com o fabricante) uma tabela de
corrente e potência de tubo baseado no IMC do paciente. Como esses
pacientes são os que sofrem maior influência de dose de radiação efetiva
alta, este estudo teve como objetivo estudar uma forma de diminuir a dose
total de radiação efetiva variando a técnica do bolus tracking.
Aos conhecimentos atuais, este é o primeiro estudo que demonstra
redução adicional sobre a dose de radiação efetiva na ATCC, sem prejuízo
nas qualidades de imagem subjetiva e objetiva com o ajuste dos parâmetros
do bolus tracking. A maior redução foi obtida no grupo D (delay e cortes
intermitentes de rastreamento mais longos), com uma redução de dose de
radiação de 50% na fase do bolus tracking.
Apesar do bolus tracking ter sido a técnica de monitoramento de
chegada do bolus do meio de contraste de preferência desde seu
desenvolvimento, devido à sua aplicabilidade prática, menor tempo de
exame e menor volume total de meios de contraste 40,41, sua dose de
radiação efetiva nunca foi foco de estudo. Devido às várias aquisições
repetidas de imagens neste método, tornou-se relevante o estudo dessa
carga de radiação do bolus tracking e uma maneira de diminuir ainda mais a
Discussão 47
exposição à radiação nos indivíduos que se submetem à ATCC. A média de
exposição à radiação associada à ATCC na literatura era maior que 12 mSv
na última década 6,42. Por esta razão, dose de radiação efetiva relacionada
com bolus tracking tinha sempre sido menosprezada e considerada
extremamente baixa (abaixo de 0,5 mSv). O efeito cumulativo das radiações
ionizantes do ponto de vista individual, com evidências de efeitos nocivos
quando a exposição ultrapassa 100 mSv durante a vida, levou ao aumento
das tentativas de controlar e reduzir este fator de risco em uma base
populacional 31.
Recentes avanços de tecnologia tais como AEC, IMC ajustado à
corrente e tensão do tubo, reconstrução iterativa e scanners de gerações
mais recentes (com alta resolução temporal e espacial), habilitado para o
desempenho de exames ATCC em um nível de submiliSievert 43. Neste
cenário portanto, o bolus tracking pode ser responsável por até um quarto
da radiação total associada CCTAs atuais (0,24 mSv nesta amostra – Grupo
A – 7,3% de exposição à radiação total).
A abordagem descrita com o uso de um delay e intervalos dos cortes
intermitentes mais longos, reduz a dose de radiação efetiva do bolus tracking
à metade do que era anteriormente necessário. Além disso pode reduzir a
dose de radiação efetiva total das ATCCs de 5% ou mais em exames
convencionais ou até mesmo em 12% em exames com varredura de ultra-
baixa dose (submiliSievert), proporcionando um impacto significativo na
redução da dose. Esta redução pode ser equivalente a seis radiografias de
tórax, com uma exposição média de 0,02 mSv nestes exames 44. Um
Discussão 48
aspecto importante relativo à contribuição de protocolo bolus tracking
modificado é que estes resultados podem ser viáveis também na técnica de
bolus test. Comparações quanto à dose de radiação efetiva entre bolus
tracking e a técnica de bolus test ainda não foram realizadas e a escolha
entre elas para uso clínico é optativo 34. Esta redução de exposição pode
beneficiar não só a população que irá realizar a ATCCs no futuro, mas
também pode representar a redução de custos, com vida prolongada do tubo
de raios-x.
Um dos achados deste estudo que precisa ser considerado está
relacionada com a maior exposição de radiação total em pacientes com
frequência cardíaca muito baixa (especialmente abaixo de 50 batimentos por
minuto), pois período diastólico longo foi relacionado com o aumento da
dose de radiação eftiva. O conhecimento a respeito de redução frequência
cardíaca e maior qualidade de imagem sempre foram uma preocupação
principal ao executar ATCCs, como artefatos de movimento causados por
altas frequências o que prejudica a interpretação de imagem 45.
Assim, este achado representa um paradoxo, mas em conformidade
com os ajustes recomendados de janela do RR em relação à determinadas
frequências cardíacas 46. Esta é uma hipótese geradora, uma vez que as
janelas mais estreitas podem reduzir adicionalmente a exposição à radiação
ainda mais neste grupo de pacientes, sem comprometer a qualidade da
imagem. Refinamentos no protocolo do fabricante para estudos ATCC
podem ser implementados tendo em conta estas conclusões de estudo.
Discussão 49
O protocolo utilizado neste estudo foi seguro, viável, prático e está
ajustado para implementação e uso, com maior benefício obtido nos
pacientes do grupo D. A qualidade de imagem subjetiva e objetiva em todos
os grupos foi mantida.
Algumas limitações devem ser observadas em estudos futuros.
Pacientes com escore de cálcio coronariano zero não foram incluídos, porém
seu uso difundido eventualmente pode ser aplicado na prática clínica. O uso
de um único tomógrafo também foi uma limitação, pois o comportamento da
abordagem da redução da dose de radiação efetiva pode ser diferente em
tomógrafos com diferentes números de detectores ou de diferentes
fornecedores. Além disso, diferenças no tipo e no fluxo da injeção do meio
de contraste podem ter impacto na dose de radiação efetiva total do bolus
tracking e, consequentemente, da dose total. O AEC e a modulação da
tensão do tubo não foram usados, o que poderia ter melhorado ainda mais a
redução de dose de radiação na fase angiográfica.
As perspectivas de pesquisa levantadas com este trabalho levam a
indagar e desenhar projetos de pesquisa que investiguem a máxima
contribuição da redução de dose de radiação efetiva do bolus tracking nos
exames de ATCC. Direcionar parâmetros que devem ser observados
rigorosamente e ajustados para garantir a mínima dose de radiação efetiva,
idealizando um protocolo com menor dose de radiação efetiva.
CONCLUSÃO
Conclusão 51
6 CONCLUSÃO
O ajuste do tempo para aquisição do bolus tracking reduz
significantemente a dose de radiação efetiva em até 50% sem reduzir a
qualidade da imagem, oferecendo uma nova perspectiva para a redução da
radiação total durante a ATCC.
ANEXO
Anexo 53
7 ANEXO
Termo de consentimento livre e esclarecido _____________________________________________________________
HOSPITAL DAS CLÍNICAS DA FACULDADE DE MEDICINA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO-HCFMUSP
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARESCIDO
_____________________________________________________________ DADOS DE IDENTIFICAÇÃO DO SUJEITO DA PESQUISA
OU REPONSÁVEL LEGAL
1.NOME: ..........................................................................................................
DOCUMENTO DE IDENTIDADE Nº.............................................. SEXO: M
F
DATA DE NASCIMENTO: ....../....../......
ENDEREÇO:.....................................................................Nº.........APTO.........
BAIRRO:..........................................................CIDADE:...................................
CEP:........................................TELEFONE: DDD (.........) ...............................
2.RESPONSÁVEL LEGAL: ............................................................................
DOCUMENTO DE IDENTIDADE Nº.................................... SEXO: M F
DATA DE NASCIMENTO: ....../....../......
ENDEREÇO:............................................................ Nº ............APTO ............
ENDEREÇO:......................................................................Nº.........APTO.........
BAIRRO:...........................................................CIDADE:..................................
CEP:............................................TELEFONE: DDD (.........) ...........................
Anexo 54
DADOS SOBRE A PESQUISA
1.TÍTULO DO PROTOCOLO DE PESQUISA: AVALIAÇÃO DA DOSE DE
RADIAÇÃO RELACIONADA AO TEMPO DE CHEGADA DO MEIO DE
CONTRASTE NA AORTA NAS ANGIOTOMOGRAFIAS DE MÚLTIPLOS
DETECTORES DAS ARTÉRIAS CORONÁRIAS.
PESQUISADOR: Dr. José Rodrigues Parga Filho
CARGO/FUNÇÃO: Médico assistente do Setor de Ressonância e Tomografia
Cardiovascular do Incor – HC/FMUSP
INSCRIÇÃO CONSELHO REGIONAL Nº 36255 / SP
UNIDADE DO HCFMUSP: Setor de Cardioressonância e Angiotomografia coronária
do InCor - HC/FMUSP
PESQUISADOR: Jacqueline Kioko Nishimura Matsumoto
CARGO/FUNÇÃO: Biomédica do Setor de Ressonância e Tomografia Geral e
Cardiovascular do Incor – HC/FMUSP
INSCRIÇÃO CONSELHO REGIONAL Nº 6790 / SP
UNIDADE DO HCFMUSP: Setor de Ressonância e Tomografia Geral e
Cardiovascular do Incor – HC/FMUSP
2.AVALIAÇÃO DO RISCO DA PESQUISA:
RISCO MÍNIMO RISCO MÉDIO RISCO BAIXO x RISCO MAIOR
3.DURAÇÃO DA PESQUISA: 2 anos
Anexo 55
REGISTRO DAS EXPLICAÇÕES DO PESQUISADOR AO PACIENTE OU SEU REPRESENTANTE LEGAL SOBRE A PESQUISA, CONSIGNANDO:
1. Desenho do estudo e objetivo (s):
O senhor (a) está sendo convidado a participar voluntariamente deste estudo. Pretendemos avaliar o tempo de chegada do meio de contraste em uma determinada região do corpo utilizando a técnica chamada ―bolus tracking‖ que é utilizado no exame de angiotomografia das coronárias. O senhor (a) estará participando de uma pesquisa e foi selecionado para participar do estudo porque já tem agendado um exame de angiotomografia das coronárias. A sua participação neste estudo é voluntária e caso deseje desistir de participar, basta informar-nos a qualquer momento. Isto não trará problema para o seu exame. Estamos solicitando somente sua autorização para usar as informações obtidas pelo seu exame. 2. Relação e descrição dos procedimentos e propósitos, incluindo a identificação dos que forem experimentais e não rotineiros
Nesta pesquisa estudaremos 100 pacientes, que, como o senhor (a), estão com solicitação clínica de angiotomografia das coronárias. Se o senhor (a) concordar em participar deste estudo, serão realizados os seguintes procedimentos: - Punção venosa: será puncionada uma veia no seu antebraço ou mão, para que possamos utilizar para injeção de medicamentos e do meio de contraste para o exame. Esse procedimento é realizado por profissionais treinados da instituição. - Tomografia Computadorizada: este exame tem a duração total de aproximadamente 20 minutos. O senhor (a) ficará deitado sobre uma mesa que se movimentará algumas vezes para frente e para trás por dentro do aparelho de tomografia que é aberto nas extremidades. Antes do início do exame, o senhor (a) será monitorizado através de um aparelho que indica a sua frequência cardíaca e, se estiver com os batimentos cardíacos acelerados (coração batendo rápido), utilizaremos uma medicação para diminuir o número de batimentos do coração (Metoprolol – Beta-bloqueador). Essa medicação é segura com uma ação rápida e após o final do exame, continuará fazendo efeito por pouco tempo. Outra medicação realizada ao senhor (a) será um vasodilatador (Nitrato sublingual) para vasodilatar os vasos do coração para melhor qualidade de imagem do exame. Será necessário encher o peito de ar e prender a respiração por alguns segundos durante o exame. Na primeira etapa do exame será realizado imagens do seu coração sem a necessidade do meio de contraste. Na segunda etapa do exame será realizado imagens do seu coração será injetado um contraste utilizando a mesma punção que já foi feita antes de entrar na sala de exames. O meio de contraste utilizado é um contraste à base de iodo e é bastante seguro. O exame de angiotomografia das coronárias usa radiação (raio X) para fazer as imagens do coração. A radiação é utilizada apenas para fazer as imagens e a dose empregada será a menor possível com qualidade de imagem. Após o término do exame, o senhor (a) será orientado a aguardar alguns minutos e, após a liberação,
Anexo 56
não há a necessidade de ficar internado no hospital ou ter que fazer repouso em casa, podendo continuar normalmente com seus afazeres. 3. Desconfortos e riscos esperados nos procedimentos
Como descrito anteriormente, o senhor (a) receberá uma punção venosa, ou seja, pegaremos uma veia do braço. Apesar de muito incomum, são raramente informadas reações com dor local, hematomas, vazamento do líquido infundido para a pele, sendo mais remota ainda infecção e trombose venosa. O senhor (a) também receberá uma radiação durante o exame. Essa quantidade de radiação é segura e é menor do que a quantidade máxima que um profissional da área pode receber em ambiente de trabalho por ano. É comum a ocorrência de calor durante a injeção do meio de contraste, mas esses sintomas duram somente alguns segundos. O contraste que o senhor (a) receberá é bastante seguro e imprescindível para a realização do exame solicitado pelo seu médico. Reações alérgicas como vermelhidão na pele e coceiras ocorrem raramente e são passageiras. Piora na função dos rins é muito incomum e pode ocorrer sobretudo em quem tem problemas renais prévios. Reações como choque anafiláticos são extremamente improváveis (1 em 10.000 pessoas). As medicações anteriormente descritas (Metoprolol e Nitrato sublingual) podem ocasionar durante o exame, diminuição dos batimentos cardíacos, diminuição da pressão, dor de cabeça e tonturas. Vale lembrar que esses efeitos são passageiros e todos os procedimentos e medicamentos usados são realizados rotineiramente em nosso serviço. Durante toda a realização do exame, o senhor (a) estará cercado de profissionais capazes de resolver qualquer tipo de desconforto ou de alergia que o senhor (a) possa apresentar. 4. Benefícios que poderão ser obtidos para o paciente
A Tomografia é um exame de diagnóstico não invasivo das artérias coronárias e poderá trazer informações sobre o seu coração.
Não há nenhum benefício direto para o senhor (a) por participar deste estudo além de conhecermos melhor o seu coração. Todos os achados detectados nas imagens da Tomografia, será informado pelos resultados aos seu médico que solicitou o exame. 5. Garantia de acesso
Em qualquer etapa do estudo, o senhor (a) terá acesso aos profissionais responsáveis pela pesquisa para esclarecimento de eventuais dúvidas. Os principais investigadores são o Dr. José Rodrigues Parga Filho e Jacqueline Kioko Nishimura Matsumoto, que poderão ser encontrados no endereço: INCOR – HC/FMUSP – Av. Dr. Enéas de Carvalho Aguiar, 44, Telefone 2661-5274. Se o senhor (a) tiver alguma dúvida ou consideração sobre a ética da pesquisa, entre em contato com o Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) – Rua Ovídio Pires de Campos, 225 – 5º andar, telefone: 2661-6442 ramais 16, 17 ou 18 – E-mail: cappesq@hcnet.usp.br.
Anexo 57
6. O senhor (a) terá a liberdade de retirar o consentimento a qualquer momento e deixar de participar do estudo, sem qualquer prejuízo à continuidade de seu tratamento na Instituição. Os dados do senhor (a) serão analisados em conjunto com outros pacientes, não sendo divulgada a identificação de nenhum paciente. O senhor (a) terá o direito de ser mantido atualizado sobre os resultados parciais das pesquisas, quando em estudos abertos, ou de resultados que sejam de conhecimento dos pesquisadores. Não haverá despesas pessoais para o senhor (a) e os outros participantes em qualquer fase do estudo incluindo o exame. Também não há compensação financeira relacionada à sua participação neste estudo. Em caso de dano pessoal, diretamente causado pelos procedimentos do exame, o senhor (a) e os outros participantes terão direito a tratamento médico na Instituição, bem como às indenizações legalmente estabelecidas pela rotina de atendimento institucional. O senhor (a) terá o compromisso dos pesquisadores de utilizar os dados e o material coletado somente para esta pesquisa. Acredito ter sido suficientemente informado a respeito das informações que li ou que foram lidas para mim descrevendo o estudo: ―Avaliação da dose de radiação relacionada ao tempo de chegada do meio de contraste na aorta nas angiotomografias de múltiplos detectores das artérias coronárias‖. Eu conversei com o Médico Dr. José Rodrigues Parga Filho e com a Biomédica Jacqueline Kioko Nishimura Matsumoto sobre a minha decisão em participar deste estudo. Ficaram claros para mim quais são os propósitos do estudo, os procedimentos a serem realizados, seus desconfortos e riscos, as garantias de confidencialidade e de esclarecimentos permanente. Ficou claro também que minha participação é isenta de despesas e que tenho garantia de acesso a tratamento hospitalar quando necessário. Concordo voluntariamente em participar deste estudo e poderei retirar meu consentimento a qualquer momento, antes ou durante o estudo, sem penalidades ou prejuízo ou perda de qualquer benefício que eu posso ter adquirido, ou no meu atendimento neste serviço. _______________________________ Assinatura do paciente/representante legal Data _____/_____/_____ (Somente para o responsável do projeto) Declaro que obtive de forma apropriada e voluntária o Consentimento Livre e Esclarecido deste paciente ou representante legal para a participação neste estudo. _______________________________ Assinatura do responsável pelo estudo Data _____/_____/_____
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